1、 中文 6700 汉字， 4500 单词， 24000 英文字符 出处： Ochsendorf J A. Self-anchored suspension bridges /J. Journal of Bridge Engineering, 1999, 4(2):151-156. 自锚式悬索桥 摘要 ：本文总结了自锚式悬索桥的起源并分析其未来发展，探讨了这种独特桥梁形式的发 展状况以及在过去一个世纪它的用途和优缺点。位于日本大阪的此花大桥就是这种类型，它 也为研究比较传统悬索桥理论与有限元模型结果提供了一个案例。本文的最后部分评估自锚 式悬索桥设计的潜力，并为设计工程师提供建议。本文旨在大体上
2、描述自锚式桥梁特别是此 花大桥的结构性能。 引言 自锚式悬索桥不需要大量的端锚，因此 不同于传统悬索桥。相反，承载缆索拉力组 件的主缆固定到每一端桥面板或加劲梁上， 因此末端支撑只须抵消张力的垂直分量而 不需要调节外锚。 因为加劲梁支撑缆索拉力，所以必须在 安装主缆之前安放好加劲梁。这种与传统悬 索桥截然相反的施工顺序为了适应跨径而 限制了自锚的形式。也不同于传统悬索形式， 对自锚式桥梁的分析必须包括桥面板较大 轴力的影响。带着这些问题，本文将探讨这 种桥型的历史发展、结构分析和潜在应用， 并对最近建成的自锚式悬索桥总结一些反 思。 历史发展 19 世纪下半叶，奥地利工程师 Josef Lan
3、ger 和美国工程师 Charles Bender 独立构 思了自锚式悬索桥（ 1936a 穆林斯）。在 1859 年 Langer 第一个写下他的想法，而 Bender 在 1867 年发布专利（ 1867 年 “ 专利 ” ）确 定自己的所有权。 他们二人都没有使用连续 缆索，而是把主缆固定在跨中梁段和桥的两 1 新泽西州普林斯顿大学土木工程系环境管理研究 生 2 新泽西州普林斯顿大学土木工程系环境管理教授 Gordon Y. S. Wu 端。 1870 年 Langer 在波兰建设了用于的铁 路交通小自锚式桥梁，而 Bender 显然从未 建造过自锚式桥梁。虽然这些工程师并没有 直接影响
4、未来的设计，但是在 20 世纪初的 德国，自锚式悬索桥已流行开来。 1915 年德国工程师在科隆建造了第一 座横跨莱茵河的大型自锚式悬索桥（ 1936b 穆林斯）（图 1）。这座科隆 -道依茨桥主跨为 185 米，在吊索安装到位之前是采用临时脚 图 1 1915 年德国原科隆 -道依茨大桥（ 1990 年普拉德） 图 2 1928 年匹兹堡第七街区大桥 图 3 1929 年德国原科隆 - 米尔海姆桥 (1929 年 Strassenbrucke) 手架来支撑钢梁的（ 1920 年 “ Le Nouveau” ）。 艺术委员会认为其悬吊形式富有美感，工程 师由于担心土壤条件不足以支持外部锚定 （
5、 1984a 莱昂哈特）而选择了自锚悬索。眼 杆链为锚定到加劲梁提供了便利。作为一种 创新桥型，全世界工程师都认为科隆 -道依 茨桥完成后的 15 年内，影响到了其他桥梁 的设计。特别是宾夕法尼亚州匹兹堡的三个 阿勒格尼河口岸和日本东京小清洲大桥，几 乎复制了科隆 - 道依茨桥外观（ 1991 年田 岛和杉山）。 1945 年被摧毁，而钢箱梁桥在 原墩台上至今仍在（ 1990 年普拉德）。 跨越匹兹堡阿勒格尼河的三个几乎相 同的桥梁在 1925 年至 1928 年间代表着美国 最重要的自锚式应用技术。在针对第六街区、 第七街区和第九街区交叉路段的评估建议 中，鉴于美学因素，匹兹堡城市艺术委员会
6、 要求一个悬吊形式。受到 1915 年跨越莱茵 河的科隆 -道依茨桥的启发，匹兹堡工程师 选择自锚式缆索（ 1924 年 “ Three” ）。匹兹 堡口岸使用眼杆链的主缆桥、形式几乎相同 的拱塔以及连续钢梁都明显模仿了科隆 -道 依茨桥。对第七街区桥（图 2）与科隆 -道依 茨桥（图 1）的外观进行比较显示了这些相 似之处。这都是因为匹兹堡工程师认为科隆 贫瘠的地质条件不适合使用锚定，所以采用 这种设计。 匹兹堡桥主跨为 131-135 米，比科隆 - 道依茨大桥短了近 30，并且采用悬臂施 工（ 1926 年科维尔） 。在跨越河流和悬挂 链在中间连接之前，工程师利用眼杆链和加 劲梁之间的临时压缩支杆支撑起每个悬臂 节段。这种施工方法避免了在航道施工中脚 手架的使用，也表明了科隆 -道依茨大桥施 工技术显著提高。每座匹兹堡桥梁不到 15 个月就修
